氢化大豆油中反式脂肪酸的太赫兹光谱分析

利用太赫兹(THz)光谱技术对氢化大豆油中反式脂肪酸(TFAs)进行分析。通过傅里叶变换将氢化大豆油的THz时域谱变换为频域谱,利用光学参数计算出折射率谱和吸收谱。为了研究氢化大豆油中TFAs在太赫兹波段的吸收特性,选择密度泛函理论(DFT)中的RB3LYP和6-311G (d, p)基组对氢化大豆油中的几种主要的反式油酸和反式亚油酸进行几何构型优化及振动频率计算,为氢化大豆油中TFAs的组成和定性分析提供理论依据。利用LS-SVR建立氢化大豆油中TFAs含量的预测模型,并与PLS和SVR模型比较,结果表明LS-SVR效果最佳, RMSEP为0.3246, R2为0.9792,RSD为3.81%,能够满足实际检测需求。采用PSO算法对LS-SVR模型参数进行优化,并与GS和GA优化方法比较,选择出最佳参数组合。优化后的LS-SVR模型的RMSEP为0.0763,R2为0.9989,RSD为0.90%,显著提高了预测精度。本研究为利用太赫兹光谱技术实现氢化大豆油中TFAs的快速检测奠定基础。     

小麦粉中偶氮甲酰胺的太赫兹时域光谱检测

利用太赫兹时域光谱(terahertz time-domain spectroscopy,THz-TDS)技术对偶氮甲酰胺(小麦粉添加剂)、小麦粉及两者混合物进行测试,获得其在0.20~2.00 THz波段的吸收谱与折射率谱。结果显示,偶氮甲酰胺在1.93THz处存在1个明显的特征吸收峰,可用于物质识别。此外,随着混合物中偶氮甲酰胺含量的减少,样品的吸收系数逐渐上升,折射率逐渐下降。通过偏最小二乘法(partial least squares,PLS)对小麦粉中偶氮甲酰胺的含量进行定量分析。结果表明,混合物中偶氮甲酰胺含量与吸收系数、折射率都有良好的线性关系,其中基于吸收系数PLS模型相关系数可达到0.999 9,标准误差为0.06%,检出极限可达0.11%,最大绝对偏差小于0.19%。     

太赫兹波谱检测面粉增白剂的研究

提出了利用太赫兹时域光谱技术对不同等级面粉和过氧化苯甲酰进行检测的方法,通过分析它们在0.2～1.5 THz频段内的频域谱、吸收系数和平均折射率可以很好地检测出面粉中是否含有过氧化苯甲酰增白剂.实验证明检测方法具有检测周期短、检测精度高、操作简单的特点.     

太赫兹时域光谱技术测定淀粉中的丙烯酰胺

目的:利用太赫兹时域光谱(terahertz time-domain spectroscopy,THz-TDS)技术对丙烯酰胺、淀粉及两者混合物进行定性、定量检测。方法:通过采集时域光谱数据,获得丙烯酰胺、淀粉及两者混合物在THz波段的吸收谱与折射率谱;采用偏最小二乘法(partial least squares,PLS)对淀粉中丙烯酰胺的低浓度含量进行回归拟合分析。结果:丙烯酰胺在1.33 THz处有一个明显的特征吸收峰,可用于物质识别;随着混合物中丙烯酰胺质量的增加,样品的吸收系数和折射率都呈现逐渐下降的趋势。由回归模型分析可得,混合物中丙烯酰胺质量含量与吸收系数、折射率都有良好的线性关系,其中基于折射率的PLS模型相关系数可达0.9994,标准误差0.1335%,检出极限0.4402%,定量限1.334%,最大绝对偏差小于0.2497%。结论:THz-TDS技术具有检测结果可靠的优点,可用于淀粉中丙烯酰胺含量的快速、无损检测,为太赫兹光谱检测食品中的有害添加物提供了理论基础。     

增白剂中吊白块含量的太赫兹光谱定性与定量检测

利用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术在室温下分别对吊白块(甲醛次硫酸氢钠)、增白剂(过氧化苯甲酰)及其混合物进行了光谱测量,获得了在0.2~1.5 THz波段的吸收谱和折射率谱。结果表明增白剂在太赫兹波段存在明显的特征吸收峰,可以作为其在太赫兹波段的指纹特征用于物质识别;另外,混合物中吊白块含量越高,吸收系数越小,折射率越大。采用偏最小二乘(PLS)方法对增白剂中掺杂吊白块的含量进行了定量分析,结果表明增白剂中的吊白块含量与太赫兹吸收系数具有较高的相关性,相关系数为0.999 8,均方根误差(RMSE)为1.21%,检出限优于2.0%。研究表明THz-TDS技术可以用于食品领域中快速、无损检测增白剂中严禁使用的吊白块。     

地沟油的太赫兹波段光谱特性研究

基于太赫兹电磁波与油脂大分子基团的共振反应及太赫兹时域光谱技术能够灵敏地反映化合物结构与环境的指纹特性,应用该技术测量了普通食用油与多种地沟油的光学参数,得到了样品在0.16 ～0.96 THz频域的吸收谱和折射谱,分析了样品在太赫兹波段的光学性质,提出了地沟油和普通食用油在不同频率下的光谱差异.实验结果表明,太赫兹光谱信息可作为辨别地沟油与合格食用油的理化指标,可为地沟油的快速鉴别提供科学依据.     

基于太赫兹光谱的小麦粉中滑石粉测定技术

利用太赫兹时域光谱技术测量了小麦粉与滑石粉的混合样品在0.2～3.0 THz范围内的太赫兹波时域谱,对测试得到的时域信号进行傅立叶变换,得到样品信号与参考信号频域的振幅,再进一步提取测试样品的吸收系数和折射率。研究发现,随着滑石粉在样品中所占质量分数增加,样品的吸收系数和折射率都增大。6种测试小麦粉样品的平均折射率分别为1.62,1.68,1.71,1.72,1.73和1.81。试验结果表明,利用太赫兹技术可以测定出小麦粉中是否含有滑石粉,说明该技术在食品安全检测领域具有潜在的实用价值和十分重要的意义。     

小麦粉中掺杂滑石粉的太赫兹光谱检测

利用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术在室温下分别对小麦粉、滑石粉及其混合物进行了光谱测量,获得了它们在0.2～1.5 THz波段的吸收谱和折射率谱.结果表明滑石粉在太赫兹波段存在明显的特征吸收峰,可以作为其在太赫兹波段的指纹特征用于物质识别;另外,混合物中滑石粉含量越高,吸收系数越小.采用偏最小二乘(PLS)方法对小麦粉中滑石粉的含量进行了定量分析,结果表明小麦粉中的滑石粉含量与太赫兹吸收系数具有较高的相关性,相关系数为0.993 9,均方根误差为1.48％,检出限优于2.0％.     

基于太赫兹光谱快速检测大豆油中的磷脂酸含量

通过在一级大豆油中添加磷脂酸制备大豆油脂样品105个,测定它们的磷脂酸的含量。采集样品的太赫兹(Terahertz,THz)光谱,与参考信号相比,太赫兹波透过样品后在时间方面均产生不同程度的延迟,太赫兹波幅值出现不同程度的降低,磷脂酸的存在增加了大豆油脂样品对太赫兹波的吸收,样品中磷脂酸含量越高,其频域谱幅值越低,样品在1.58THz处有一个较为明显的特征吸收峰,可利用太赫兹光谱对样品中磷脂酸进行定性分析。利用一阶导数、二阶导数对经剔除异常样本后剩余的91个样品的吸收光谱进行预处理,以此作为输入变量,利用偏最小二乘(PLS)建立数学模型,模型的预测集决定系数(R2)为0.9980,预测集均方根误差(RMSEP)为0.0813,相对标准偏差(RSD)为8.16%,说明该方法可准确预测大豆油中磷脂酸的含量。     

基于太赫兹时域光谱技术的面粉品质快速无损检测研究

太赫兹(THz)波能够穿透大多数干的介电材料(塑料、陶瓷、衣物等),可实现对带包装物品的质量检测。为了研究THz光谱技术对带包装面粉的无损检测,首先对不带包装面粉进行太赫兹时域谱可行性分析及建模研究。对101份不同种类的面粉样本,用Tera Pulse 4000的太赫兹脉冲光谱仪采集了其太赫兹时域谱,对光谱预处理后,用偏最小二乘法(PLS)算法建立了面粉中3个指标水分、灰分、面筋的定量分析模型。各模型的预测相关系数都在0.89以上,研究结果表明,通过太赫兹时域光谱技术对面粉品质进行无损、快速检测具有可行性,对下一步太赫兹光谱技术直接对带包装的面粉进行检测研究奠定了坚实的基础。     

基于太赫兹时域光谱技术的饼干水分定量分析

目的探究太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术无损检测饼干中水分含量的可行性,为在线设备研发提供理论基础。方法选取表面平整的薄片饼干样品,利用透射模式,通过对测得的时域谱、频域谱以及菲涅尔公式计算得到的折射率和吸收谱与饼干水分含量的化学值建立线性关系及模型,进而对饼干中的水分含量进行了测定。结果吸收系数谱的偏最小二乘(PLS)模型相关系数为0.97518,预测均方根误差为0.00595,优于其他谱图的建模效果。结论该技术可以用于测定饼干中的水分含量。     

罗丹明B光谱探针测定面粉中过氧化苯甲酰

研究在磷酸氢二钠- 磷酸二氢钾缓冲溶液中(pH 6. 84),以罗丹明B 为光谱探针,分光光度法测定面粉中过氧化苯甲酰(BPO)的方法。结果表明,室温下,罗丹明B-BPO 体系在550nm 波长处有最大吸收,表观摩尔吸光系数(ε)为 1.1 × 104 L/mol·cm。BPO 含量在0.00～0.80mg/ml 范围内符合朗伯比尔定律。检出限为0.056mg/kg,加标回收率为97.5%～101.0% ,RSD 为1.46%～2.53%。该法简便易行,适用于基层单位测定面粉中微量BPO。     

小麦粉过氧化苯甲酰含量与小麦粉白度值关系

为指导面粉企业对过氧化苯甲酰添加量控制,保证产品质量,该文测定20组小麦粉中过氧化苯甲酰含量及其白度值,论证两者之间关系。结果表明,小麦粉中过氧化苯甲酰含量与测定小麦粉白度值没有相关性,运用白度值控制产品中过氧化苯甲酰添加量是不可取方法。     

基于模拟退火算法优化波长的面粉品质检测

模拟退火算法（simulated annealing algorithm,SAA）是一种随机搜索、全局优化算法,为提高近红外光谱检测面粉品质模型的准确度与稳健性,实验提出基于SAA优化波长,再结合偏最小二乘（partial least squares,PLS）法建模预测的定量模型,并对SAA中冷却进度表参数设置进行对比分析。实验依据面粉中灰分含量梯度,随机选取126 份样本的近红外光谱建立SAA-PLS模型。结果发现,SAA从2 074 个波数优选出70 个波数,结合PLS建立的定量模型相关系数为0.976 0,交互验证均方根误差（root mean square error of cross validation,RMSECV）为0.022,预测均方根误差（root mean square error of prediction,RMSEP）为0.030 1,全谱建立的PLS模型相关系数为0.778 5,RMSECV为0.066 6,RMSEP为0.076 8。结果表明,基于SAA优化特征谱区,建立灰分定量模型是可行的,且准确度与稳健性明显优于全谱定量分析模型。     

光度法测定小麦粉中过氧化苯甲酰研究

基于过氧化苯甲酰的氧化性,将Fe2+氧化成Fe3+,生成的Fe3+与硫氰酸盐在酸性乙醇介质中发生显色反应,建立小麦粉违禁添加剂过氧化苯甲酰检测新方法.对该方法进行试验条件研究,包括光谱吸收曲线、反应介质、酸含量、反应温度、反应时间、Fe2浓度、KSCN浓度、共存干扰物质等因素对检测结果的影响.最佳试验条件下,过氧化苯甲酰线性范围0.1～15 mg/L,相关系数R2=0.999 4,505 nm处表观摩尔吸光系数ε =2.136 5×104 L·mol-1·cm-1,检出限0.025 mg/L.利用该方法对市售小麦粉样品进行测定,回收率在97.2％～104.4％之间.     

Prediction of Benzoyl Peroxide in Flour Using Near Infrared Spectroscopy Technique

This research proposed to design a prediction model based on radial basis function neural network and near infrared reflectance spectroscopy in detecting concentration of benzoyl peroxide in flour. Near infrared reflectance spectra acquired from 100 different concentration samples were pre-processed by the standard normal variate method, detection of leverage, and student residual. Near infrared reflectance spectroscopy models were designed to predict benzoyl peroxide in the 36 samples by means of partial least squares, back propagation neural network, and radial basis function, respectively. The results demonstrated that the radial basis function model, with prediction correlation coefficient (R), root mean squared error of prediction, and ratio of performance to standard deviate reaching 0.9937, 15.5095, and 8.8216, respectively, had optimal prediction accuracy and feasibility providing quality evaluation and dynamic monitoring service for quality inspection department and consumers.     

植物油的太赫兹时域谱分析

利用太赫兹(THz)时域谱技术测量了山茶油、麻油、橄榄油在0.3~1.5 THz范围内的THz波时域谱,使用迭代算法来计算分析三种植物油的折射率、吸收系数等重要的光学参数。结果表明三种植物油的吸收系数在此波段存在显著差异,三种植物油的平均折射率分别为1.458,1.468和1.452,植物油的折射率随着频率的增加而逐渐减小。该研究成果对于太赫兹时域光谱技术应用于不同的植物油成分及质量评价具有重要意义。